DE29923386U1 - Vorlage zur Kalibrierung digitaler Eingabegeräte - Google Patents

Description

Anwaltsakte 6000199

Vorlage zur Kalibrierung digitaler Eingabegeräte

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorlage zur Kalibrierung digitaler Eingabegeräte, insbesondere zur Eingabekalibrierung von Scannern und Digitalkameras.

Wenn mittels eines Scanners oder einer Digitalkamera ein Bild erfasst wird, entsteht ein Datensatz mit den Informationen über das Bild, insbesondere auch mit Farbinformationen. Damit jedoch nach dem Erfassungsvorgang die richtigen Farben des Bildes im Datensatz enthalten sind, ist es notwendig solche Eingabegeräte zu kalibrieren, um einen Abgleich zwischen den z.B. vom Scanner ermittelten Farbwerten und den tatsächlich auf dem Bild vorhandenen zu schaffen.

Solche Kalibrierungen erfolgen über Vorlagen, die auch Kalibrierungstargets genannt werden und meist ein Bild mit Farbübergängen sowie Schwarz-Weiß-Verläufe aufweisen. Gemäß dem Stand der Technik werden Kalibrierungstargets zur Verfugung gestellt, die photographisch belichtet sind und damit Farben aus dem RGB-Farbraum aufweisen. Es sind Verläufe anhand von aneinandergrenzenden, meist rechteckigen oder quadratischen Farbfeldern vorhanden, bei denen jeder einzelne Farbton des RGB-Farbraumes (Farbmischung aus den Grundfarben Rot, Grün und Blau) nur einmal vorkommt. Dabei entstehen eine große Vielzahl an Farbfeldern, von denen sich in den einzelnen Verläufen benachbarte jeweils nur leicht in der Helligkeit, im Farbton und der Sättigung unterscheidend.

Bei Scannerkalibrierungen wird dann beispielsweise nach dem Einscannen des Kalibrierungstargets und der damit verbundenen Datensatzerstellung mit Hilfe einer im Kalibrierungspaket mitgelieferten Software ein Abgleich vorgenommen (bei dem auch manuelle Schritte notwendig sind), damit die tatsächlichen Farbwerte im weiteren Betrieb richtig zugeordnet werden können. Solche Kalibrierungsverfahren und Targets gemäß dem Stand der Technik haben wesentliche Nachteile. Zunächst einmal sind die Kalibrierungspakete, die auf dem Markt erhältlich sind, sehr teuer. Außerdem weist diese Kalibrierungsmethode grundsätzliche Fehler auf, welche Ungenauigkeiten mit sich bringt.

So erzeugt die große Vielzahl der RGB-Farbfelder einen äußerst großen digitalen Datensatz, dessen Informationen bei der Kalibrierung durch zusätzliche Umrechnungen in Zwischenfarbräume (z.B. LAB) beschnitten werden, so dass ein Datenverlust eintritt und eigentlich im wesentlichen geradlinig verlaufende Farbverlaufskurven stark verzerrt werden. Es entsteht ein sogenanntes systemisches Rauschen, das die Qualität der Kalibrierung stark verschlechtert.

Ein weiterer Nachteil solcher herkömmlicher Kalibrierungen besteht darin, dass bei einem nur einmaligen Vorkommen jedes Farbwertes auf dem Target Belichtungs- oder Beleuchtungsschwankungen über das zu erfassende Feld nicht abgeglichen werden können.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorlage zur Kalibrierung digitaler Eingabegeräte bereitzustellen, welche die genannten Nachteile des Standes der Technik überwindet. Insbesondere soll die Genauigkeit der Kalibrierung verbessert und eine preiswerte Eingabekalibrierung für Eingabegeräte wie Scanner oder Digitalkameras zur Verfugung gestellt werden.

Diese Aufgabe gelöst durch eine Vorlage zur Kalibrierung digitaler Eingabegeräte, insbesondere Scanner und Digitalkameras, mit einer Anordnung verschiedener Farben, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Farben lediglich genormte, durch Druck erzeugbare Farben und insbesondere Farben aus dem CMYK-Farbraum sind. Die Farben können

l'.J

bevorzugt lediglich die wichtigsten Gamutfarben des CMYK-Farbraumes umfassen und gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform in einer mehrfachen, insbesondere zehnfachen Wiederholung gleicher Farbfelder an verschiedenen Stellen der Vorlage erscheinen, wobei insbesondere eine gleichmäßige Verteilung der gleichen Farbfelder über der Vorlagenfläche herrscht. Es besteht die Möglichkeit die Farben im frequenzmodulierten Druckraster aufzudrucken.

Die Erfindung unterscheidet sich also einerseits grundsätzlich dadurch vom Stand der Technik, dass auf dem Kalibrierungsbild keine RGB-basierten Farben, sondern solche verwendet werden, die druckbar sind, also durch Drucktechniken aufgebracht werden. Dies sind bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung Farben aus dem CMYK (Cyan/Magenta/Yellow/Schwarz) -Farbraum.

Der Vorteil liegt hierbei in der höheren erzielbaren Genauigkeit der Farbabgleichung bei der Kalibrierung, die daraus resultiert, dass das Verfahren die erzeugten Bilddaten direkt mit nur einer einzigen Farbraumkonversion in den CMYK-Farbraum übersetzt, wodurch die Datenmenge keinen Verlust erleidet und nicht beschnitten wird. Umrechnungen werden auf ein notwendiges Minimum beschränkt und die Farbverläufe erleiden keine extensiven Verzerrungen mehr.

Durch CMYK-Druckfarben kann eine genaue Prozesssteuerung bei der Herstellung der Kalibrierungsvorlagen (Targets) gewährleistet werden. Wenn die Farben des Targets im frequenzmodulierten Druckraster gedruckt und mit CPC-gesteuerten Druckmaschinen neuester Generation hergestellt werden, ist eine Großserienherstellung genauester Targets möglich. Diese Targets weisen genormte und richtige Farben auf, welche insbesondere durch Näherung der visuellen und drucktechnischen Werte eine Skala (Euroskala nach Fogra BVD-Vorgaben) mit Farbwertentsprechungen für ein Standard-Druckraster (60er-Druckraster) simulieren.

Bei einer vorteilhaften Ausfuhrungsform wird ein Kalibrierungsbild verwendet, das lediglich die wichtigsten Gamutfarben des CMYK-Farbraumes aufweist. Dies trägt da-

zu bei, den Farbwertebereich einzugrenzen, und der so reduzierte Datensatz minimiert das bei der Verwendung von RGB-Targets mit einer sehr hohen Anzahl verschiedener Farbfelder (sehr großer Datensatz; Beschneidung bei den Umrechnungen) entstehende systemische Rauschen. Fehlende Farbwerte können rechnerisch ermittelt werden. Die erzeugten ICC-Profile werden deutlich homogener und stimmiger; sie entsprechen ohne weiteres datentechnisch dem Industriestandard.

Es kann ein Kalibrierungsbild verwendet werden, das durch Offsetdruck, insbesondere Bogen- oder Rollenoffsetdruck, Tiefdruck oder Siebdruck erstellt worden ist.

Erfindungsgemäß wird weiterhin mit Vorteil ein Kalibrierungsbild verwendet, das eine mehrfache, insbesondere zehnfache Wiederholung gleicher Farbfelder an verschiedenen Stellen aufweist, wobei die Messwerte dieser Farbfelder im Abgleichungsdatensatz gemittelt werden. Die gleichen Felder sind dabei in einem regelmäßigen Schema auf dem Bild verteilt, was erstmals die Möglichkeit gibt, Belichtungsschwankungen bei Digitalkameraaufhahmen oder Beleuchtungsschwankungen bei Scannererfassungen, welche die Messwerte verfälschen könnten, dadurch auszugleichen, dass eine Mittelwertbildung erfolgt. Einen besonderen Vorteil verschafft hier der eingeschränkte Farbwertebereich auf dem Kalibrierungsbild, da hierdurch natürlich Platz zur Verfugung gestellt wird, um gleiche Farbfelder mehrmals aufzudrucken. Diese Methode wird RCC-Methode (Repetitive/Reductive Color Control) genannt.

Die Erfindung wird im weiteren anhand einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Kalibriervorlage (im weiteren auch "Target") näher erläutert.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein leeres Target, an dem ein Koordinatensystem angelegt wurde;

Fig. 2 eine Tabelle I, mit Prozentwertangaben der Farben Cyan, Magenta,

Yellow (Gelb) und K (Schwarz) in einem fertigen Target im Farbenfeld;

Fig. 3 eine Tabelle II mit Prozentwertangaben für die Grausrufen im Grau

stufenfeld

Fig. 4 bis 6 Farbauszüge für die Prozessfarben Cyan, Magenta, Gelb (Yellow) und

Schwarz (K) für ein erfindungsgemäßes Target im Farbenfeld und in den Graustufen.

Mit den beiliegenden Figuren wird die Farbverteilung auf einem erfindungsgemäßen Kalibrierungstarget in Schwarz-Weiß-Darstellung erläutert. In Fig. 1 ist ein leeres Kalibrierungstarget dargestellt, das zur eindeutigen Bezeichnung seiner Einzelfelder mit einem Koordinatensystem versehen wurde. Das Target weist ein Farbfeld (Al bis L22) und Grausrufen (GSl bis GS24) auf.

Die Farben in den einzelnen Feldern lassen sich über die Prozentwertangaben für die Farben Cyan, Magenta, Yellow (Gelb) und Schwarz (K) definieren, wie sie in Fig. 2 (Tabelle I) für das Farbfeld und in Fig. 3 (Tabelle II) für die Graustufen angegeben sind. Je nach prozentualem Anteil der obigen Komponenten entsteht eine Farbe für jedes Einzelfarbfeld.

Hierdurch wird erstmals ein Target nach ANSI-Norm statt als 3-farbiges RGB-Target als 4-farbiges CMYK-Target aufgebaut. Das Target enthält 264 Einzelfarbfelder mit je 26 Farben und 19 Grauwerten von Weiß bis Schwarz. Von den 26 Farben werden die Haupttöne elf mal und die restlichen Farben zehnmal wiederholt. Bei den Grauwerten werden das 3%-Feld sowie das 100%-Feld je dreimal wiederholt.

Der Aufbau der Messfelder entspricht dem ANSI (American National Standard for Graphic Arts and Photography) -Standard IT 8.7/2 zur Erstellung von Eingabeprofilen für reflektive Vorlagen. Die verwendeten CMYK Farben entsprechen "in sich selbst" per definitionem dem Gamut des zu erreichenden Zielfarbraumes, da dieser wiederum vorrangig CMYK ist. Als sekundäre Ableitung kann aber ohne Verlust an Farbinformation auch ein 3- Kanal- Farbraum wie L*A*B* oder RGB ausgeben werden (z.B. über

Profilkonvertierung in einer ICC-fähigen Standardsoftware oder auch OPI Systemen oder RIP Software ).

Dies bedeutet, dass das erfindungsgemäße Target von allen standardisierten Tools zur Erstellung von ICC Profilen ausgelesen werden kann, und zwar völlig unabhängig vom Hersteller oder dem verwendeten CMM (Cooler Matching Module).

Die Kalibrierung und messtechnische Erfassung ist optimiert auf einen Illuminanten von D50 wobei die Ausgabe und Druckkontrolle des Targets bei D65 erfolgt. Durch CMYK-Druckfarben kann eine genauere Prozesssteuerung bei der Herstellung der Targets gewährleistet werden.

Durch zehn- bzw. elffache Wiederholung der Farbfelder auf dem Target (verteilt nach einem regelmäßigen Schema) werden eventuelle Belichtungs- oder Beleuchtungsschwankungen, die die Messwerte verfälschen könnten, durch Mittelung wesentlich genauer verrechnet (RCC = Repetitive/Reductive Color Control). Durch die Eingrenzung des Farbwertebereiches auf die wichtigsten Gamutfarben des CMYK Farbraumes wird die durch den Bildsensor (Scanner oder Digitalkamera) erzeugte Datenmenge ohne Verlust oder Beschneidung der Ausgangsdaten direkt mit nur einer einzigen Farbraumkonversion aus dem RGB Farbraum in den CMYK Zielfarbraum übersetzt. Dadurch werden zusätzliche Umrechnungen in Zwischenfarbräume wie LAB auf ein unbedingt notwendiges Minimum beschränkt. D.h., dass durch die Verwendung eines reduzierten Datensatzes das sogenannte "systemische Rauschen" der Methode minimiert wird und die erzeugten ICC Profile, obwohl sie datentechnisch den Industriestandards entsprechen, deutlich homogener und stimmiger werden als mit den bisher üblichen RGB Targets. Die erzeugten Farben simulieren die Offsetwerte nach Fogra/BVD Euroscala.

In den Fig. 4 bis 6 sind nunmehr für die einzelnen Prozessfarben (Fig. 4: Cyan; Fig. 5: Magenta; Fig. 6: Gelb (Yellow); Fig. 7: Schwarz (K)) eines erfindungsgemäßen Targets Farbauszüge dargestellt. Wenn in einem Einzelfeld bei einer Prozessfarbe eine völlig weiße Fläche zu sehen ist, bedeutet dies, dass von dieser Farbe im jeweiligen Farbton

• ·

• ■ · ·

0% vorhanden sind. Völlig schwarze Felder deuten an, dass 100% dieser Prozessfarbe vorhanden sind; Zwischenwerte deuten auf jeweils entsprechende Farbmischung hin (z.B. 50% Grau entspricht 50% der jeweiligen Prozessfarbe)

Claims (6)

1. Vorlage zur Kalibrierung digitaler Eingabegeräte, insbesondere Scanner und Digitalkameras, mit einer Anordnung verschiedener Farben, dadurch gekennzeichnet, dass die Farben lediglich genormte, durch Druck erzeugbare Farben sind.

2. Vorlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Farben lediglich Farben aus dem CMYK-Farbraum sind.

3. Vorlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Farben lediglich die wichtigsten Gamutfarben des CMYK-Farbraumes umfassen.

4. Vorlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Farben in einer mehrfachen, insbesondere zehnfachen Wiederholung gleicher Farbfelder an verschiedenen Stellen der Vorlage erscheinen, wobei insbesondere eine gleichmäßige Verteilung der gleichen Farbfelder über der Vorlagenfläche herrscht.

5. Vorlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Farben im frequenzmodulierten Druckraster aufgedruckt sind.

6. Vorlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie durch Offsetdruck, insbesondere Bogen- oder Rollenoffsetdruck, Tiefdruck oder Siebdruck erstellt worden ist.